浅谈矿用隔爆兼本质安全型高压变频器的使用

[摘 要]变频器具有过载、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电、接地、短路等保护功能。还具有启动转矩大、启停平稳等特点，能实现交流异步电动机在各种负载情况下的重载软启动、调速、停车等功能，彻底消除机械及电气冲击，延长设备使用寿命。在使用多台变频器拖动同一带式负载时，各变频器之间自动调节输出转矩，实现多台设备之间的动态功率平衡。

[关键词]变频器 转矩 冲击

中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

2013年以前，我矿综放工作面刮板输送机一直使用组合开关控制启停，输送机链条、刮板、溜槽、链轮、减速箱等传动部件时常损坏，事故率高发，是影响生产效率的重要因素。2013年在开采10303综放工作面时，我矿在前后部刮板输送机启停控制中首次使用BPJV1-2000（1400）/3.3 矿用隔爆兼本质安全型高压变频器（以下简称变频器）。发现变频器能减少动力系统机械磨损，节约材料成本，减少机电事故，提高了生产效率，对刮板输送机起到极大的保护作用。

1 BPJV1-2000（1400）/3.3 矿用隔爆兼本质安全型高压变频器简介

1.1 主要用途及适用范围

适用于交流50Hz，3.3kV 电压等级，2000（1400）kW 及以下三相交流异步电动机的变频调速控制。变频器为二象限运行变频器，适用于刮板输送机、胶带输送机等场合，不能用于绞车提升等四象限运行场合。

1.2 使用环境条件

・海拔高度不超过2000m；

・环境温度应在5℃～+40℃范围内；

・空气相对湿度不大于95%（+25℃）；

・具有甲烷和煤尘等爆炸性气体混合物的煤矿井下；

・无蒸汽或破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体的场所；

・无显著摇动和剧烈冲击振动的环境；

・无滴水的场所。

1.3 主要技术特点

・配备10.4 家壕显示屏，显示直观；

・功率器件采用去离子水冷却系统冷却，冷却效率高；

・直接转矩控制功能，最大可实现2.2 倍额定启动转矩；

・主回路无熔断器设计，保护速度是传统熔断器的1000 倍；

・功率器件采用IGCT；

・标配正弦波输出滤波器，输出电缆长度不低于3000 米；

・软件功能强大，参数设置简单，通过内部参数的设定可应用多种工况场合；

・可实现多台驱动时的动态功率平衡；

・具有过载、短路、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电、接地等保护功能。

1.4 主要技术参数（见表1）

1.5 变频器尺寸、重量

外形尺寸（长×宽×高）：4116mm×1480mm×1853mm

重量：≤11600Kg

1.6 变频器设备结构组成

变频器的外形为长筒型长方体，主要由整流单元、滤波单元、逆变单元、水冷单元以及低压控制单元五大部分组成，变频器的低压控制部分主要布置在输出端盖上。动力电源的输入以及负荷电缆的输出均采用快速电缆连接器结构。

1.7 变频器冷却方式

变频器内部功率器件等采用去离子水冷却方式，与外水通过水水交换器完成热交换。外冷却水的进水口、出水口都位于变频器的侧面。

2.BPJV1-2000（1400）/3.3 矿用隔爆兼本质安全型高压变频器与组合开关的比较

2.1 理论分析

采用变频器运转时，随着电动机的加速相应提高输出频率和输出电压，启动电流被限制在150%的额定电流以下（根据变频器的机型不同，一般均在125%～200%）。用工频（组合开关）电源直接启动时，启动电流是额定电流的6～7倍，因此，将产生机械和电气上的冲击。采用变频器传动时可以平滑的启动（启动时间变长），启动电流是额定电流的1.2～1.5倍，启动转矩为70%-120%的额定转矩，对于带有转矩自动增强的变频器，启动转矩为100%以上，可以带全负载启动。

2.2 现场使用

2012年回采10302综放工作面（与10303综采工作面相邻，条件相似）时，前后部运输机使用的组合开关控制启停，可拿这两个工作面4月至10月期间进行各方面对比。

从以上两图中可以看出，使用组合开关是使用变频器事故率及材料费用的几倍。由于变频器传动时可以平滑的启动（启动时间变长），对机械的冲击力小；而组合开关冲击力大，多次出现断链条、刮板，拉护轴板、链轮窜轴等事故，影响生产时间长，更换配件费用大。

变频器启动转矩大、启停平稳，彻底消除机械及电气冲击，延长设备使用寿命的优越性在实践中得到了充分的证明，必将在煤矿低成本、高效率的发展中得到广泛应用。

参考文献

[1] 顾永辉，范廷瓒.煤矿电工手册.北京：煤炭工业出版社.1995.

[2] BPJV1-2000（1400）/3.3矿用隔爆兼本质安全型高压变频器出厂说明书.